JP5285842B2 - 集積回路実装基板および電力線通信装置 - Google Patents
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Description
特に、信号の変調および復調を行う変復調ICは、多数の接地端子(パッド)が狭ピッチで配置されており、各接地端子が、実装基板上に接続される。実装基板としては、複数の配線層を、絶縁層を介して積層した積層基板が用いられる(特許文献1)。
このような積層基板においては、配線の引き回しをなるべく少なくすると共に、配線自体に起因するインピーダンスの低減をはかるために、通常、上記配線層のうち、電源線と接地線とは、プレート状に形成し、電源プレート、接地プレートとして積層基板内に埋め込むことによって、形成される。
また、本発明は、小型でかつ低ノイズの高速電力線通信装置を提供することを目的とする。
すなわち、絶縁層を介して積層された複数の導電層を内部に有する積層基板であって、前記積層基板の表面に実装され、接地すべき複数の接地端子を有し、マルチキャリア信号を処理する集積回路に対し、前記複数の導電層のうち、前記集積回路に対して最も近くに配置された導電層が、前記複数の接地端子に電気的に接続されるようにしたことを特徴とする。
この構成によれば、接地端子と接地層との距離が最短となり、積層基板を貫通させるビアホールを形成することなく、加工精度を維持しつつ接地端子と接地層とを接続することが出来る。その結果、接地端子のピン数が多い場合であっても、貫通ビアで積層基板の裏面すなわち集積回路が実装されない面の実装面積が低下することもない。また積層基板の厚さ方向の距離の増大による、インダクタンスの増大も最小限に抑えることができる。なおここで集積回路に対してもっとも近くに配置された導電層とは、積層基板表面で接続用のパッドを構成する配線パターンを構成する導電層を除く最近接層とする。
この構成によれば、集積回路とフィルタとが、積層基板の異なる表面にそれぞれ実装され、積層基板で相互に遮蔽された構造となっているため、集積回路によるノイズの影響がフィルタに到達するのを抑制することができる。また、貫通ビアを用いることなく接地端子と接地層とを接続できるので、マルチキャリア信号処理により集積回路やフィルタの実装面積が大きくなったとしても、積層基板の両面を実装面として効率良く用いることが出来、その結果、集積回路実装基板の小型化を図ることが出来る。
この構成によれば、集積回路チップと相対向する面に平衡型フィルタを実装することにより、平衡型フィルタへのノイズの影響を低減することが可能となる。また、通常はチップインダクタやチップコンデンサなどのチップ部品を組み合わせて実装する平衡型フィルタは、実装面積が大きくなりやすいが、この構成によれば、電力線通信に用いられる平衡型フィルタの実装面積が大きくなったとしても、集積回路実装基板の小型化を図ることが出来る。
この構成によれば、高速通信が可能でかつ低ノイズで、信頼性の高い電力線通信装置を提供することが可能となる。
この構成により、小型でかつ低ノイズの集積回路を提供することが可能となる。
この構成によれば、導電性部材で磁気シールドを行うことができるため、平衡型フィルタはノイズの影響を抑制し、安定した動作特性を得ることができる。
この構成によれば、導電性ペーストなどで導電路を、形成することにより、簡単な構成で確実なシールドを行うことが可能となる。また銅箔などで覆うようにしてもよい。
この構成によれば、基板の厚さが等しくなるように構成されているため、ヒートショックなどの温度変化の際における基板熱膨張の差による2つの積層基板と導電路を備えた絶縁シートとの剥離を防ぎ、2つの積層基板を接続する導電路の接続信頼性を向上することが可能となる。
この構成によれば、基板が薄くなっても、厚い側の基板にのみ回路部品が実装されるため、薄い基板の反りを防ぎ、導電路を備えた絶縁シートすなわちコンポジットシートとの積層に際して2つの積層基板を接続する導電路の接続信頼性を向上することが可能となる。
この構成によれば、放熱面積を増大することができるため、両面から効率よく放熱がなされ、信頼性の向上をはかることが可能となる。
この構成によれば、無機フィラーの選択により熱膨張率、誘電率と熱伝導率の制御をおこなうことが可能であり、2つの積層基板を接続する導電路の接続信頼性の向上や、放熱性の向上を図ることができる。
この構成によれば、熱膨張率を2つの積層基板と合わせることができ、前記絶縁シートと2つの積層基板との熱膨張の差によるヒートショックなどの温度変化の際における2つの積層基板と導電路を備えた絶縁シートとの剥離を防ぎ、2つの積層基板を接続する導電路の接続信頼性を向上することが可能である。また前記絶縁シートと2つの積層基板との積層の際に絶縁シートに接する面に実装された回路部品にかかる圧力を抑え、回路部品の損傷を防ぐことができる。なお積層基板は所望のパターンの形成された導電層間に絶縁層を挟んで形成されるが、この絶縁層も同様に無機フィラーと熱硬化性樹脂とで構成することができる。この絶縁シートは積層基板を構成する絶縁層よりも硬化温度が低い熱硬化性樹脂で構成しておくことにより、積層基板同士を、絶縁シートを介して固着する際、積層基板の絶縁層が熱処理により劣化するのを防止することができる。
この構成によれば、構造を簡略化することができ、絶縁シートなどの部材が必要ないことからコスト削減を図ることができる。
(実施の形態1)
本実施の形態1では、集積回路実装基板として、高速電力線通信(PLC)に用いられるPLC基板を筐体101内に収納したPLCモデム100について説明する。なお、PLCモデム100は電力線通信装置の一例であり、電力線通信装置としては、PLCモデムを内蔵した電気機器であってもよい。
図10(a)〜(f)はPLCモジュールの製造工程の一実施の形態を示す斜視図である。図10の断面図を図11(a)〜(f)に示す。図12(a)乃至(f)はこのPLCモジュールを構成する集積回路実装基板としての第1の積層基板の製造工程を示す断面図である。
まず、PLCモジュールの製造工程の説明に先立ち、第1の積層基板の製造工程について説明する。
絶縁層の材料としてアラミド不織布や無機フィラーなどを用いてもよい。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂を用いたが、フェノール樹脂などを用いてもよい。
さらに、図12(f)に示すように、貫通孔H内にめっきを行い、パッドとなる金属層16や接地層15、などの電気的接続を行う。なおここでは導電性樹脂組成物を充填するようにしてもよい。このようにして、第1の積層基板が形成される。
本発明のPLCモジュールを構成する集積回路実装基板の製造方法の一例について説明する。
このコンポジットシートを用いて、第1の積層基板10と第2の積層基板30で挟み、加圧加熱することにより本発明の実施の集積回路実装基板が得られる。
なお前記実施例1は以下の実施の形態にも適用可能であることはいうまでもない。
次に本発明の実施の形態2について説明する。
本実施の形態の集積回路実装基板としての積層基板10では図13に概要説明断面図、図14に斜視図を示すように、平衡型フィルタ260を2つの積層基板のコンポジットシートに接する面に実装し、周りを導電路を構成する導電性ペーストで形成した導電性柱Qで囲むようにしたことを特徴とする。PLCモジュールの製造工程図10(c)(d)の工程にて同様の加工を行うため、工数アップを最低限に抑えつつ構成することが可能である。後は、図1に示した集積回路実装基板と同様に形成される。
次に本発明の実施の形態3について説明する。
本実施の形態では図15に示すように、前記実施の形態1で得られたPLCモジュールの上下面にそれぞれコンポジットシート42,43を介して放熱用の金属板40および41を積層してPLCモジュールを構成することでモジュールとしての放熱を効果的に行うようにしている。他は図1に示した実施の形態1のPLCモジュールと同様に形成されている。同一部位には同一符号を付した。
この構成によれば、回路の集積度の増大に際しても、上下面に放熱板を同時に構成することにより、放熱面積を広げることができ、小型で低コストのモジュールを構成することができる。
なお、放熱用の金属板が2つの場合について説明したが、金属板が1つであってもよい。例えば、発熱量の最も大きい集積回路(例えばメインIC)のみに、コンポジットシートを介して、金属板を設けることで、放熱面積を広げることができる。
次に本発明の実施の形態4について説明する。
本実施の形態では図16に示すように、前記絶縁シートを挟んで積層された2つの積層基板の絶縁シートに接する面に実装される回路部品18を厚さの厚い積層基板側に集約したことを特徴とする。
次に本発明の実施の形態5について説明する。
本実施の形態では図17に示すように、部品内蔵面に対向している2つの積層基板の厚さを等しくしたことを特徴とする。
次に本発明の実施の形態6について説明する。
前記実施の形態1乃至5では、2枚の積層基板をコンポジットシート20を介して積層したが、本実施の形態では、図18に示すように、部品内蔵面に対向している2つの積層基板10,30を、回路部品21を用いて接続することで構造の簡略化を図るようにしたものである。
15 接地層
100 PLCモデム
101 筐体
102 電源コネクタ
103 モジュラージャック
104 切換えスイッチ
105 表示部
200 (PLC用)回路モジュール
210 メインIC(変復調IC)
211 CPU
212 PLC・MACブロック
213 PLC・PHYブロック
220 AFE・IC
221 DA変換器(DAC)
222 AD変換器(ADC)
223 可変増幅器(VGA)
230 イーサネットPHY・IC
251 ローパスフィルタ
252 ドライバIC
260 バンドパスフィルタ
270 カプラ
271 コイルトランス
272a、272b カップリング用コンデンサ
300 スイッチング電源
400 電源プラグ
500 コンセント
600 電源ケーブル
900 電力線
2110 制御部
2111 シンボルマッパ
2112 シリアル−パラレル変換器
2113 逆ウェーブレット変換器
2114 ウェーブレット変換器
2115 パラレル−シリアル変換器
2116 デマッパ
Claims (15)
- 第1の接地端子および第2の接地端子を有する集積回路を実装する集積回路実装基板であって、
前記集積回路が実装されると共に第1の貫通孔および第2の貫通孔を有する第1の絶縁層と、
前記第1の貫通孔を介して前記第1の接地端子が電気的に接続されると共に前記第2の貫通孔を介して前記第2の接地端子が電気的に接続される第1の導電層と、
第2の絶縁層と、
第2の導電層と、
第3の絶縁層と、が順に積層される積層基板を有し、
前記第1の貫通孔および前記第2の貫通孔は前記第1の導電層および前記第2の絶縁層を貫通しない貫通孔であり、
前記集積回路が実装される前記積層基板の表面とは異なる表面に実装されるフィルタをさらに備える、集積回路実装基板。 - 請求項1に記載の集積回路実装基板であって、
前記フィルタは、少なくともコンデンサおよびコイルを備える平衡型フィルタである集積回路実装基板。 - 請求項1に記載の集積回路実装基板であって、
前記フィルタは、前記集積回路が信号処理する信号について所定の周波数帯域を遮断する集積回路積層基板。 - 請求項1に記載の集積回路実装基板であって、
前記集積回路は、マルチキャリア信号の変調処理および復調処理の少なくとも一方を行う集積回路実装基板。 - 請求項4に記載の集積回路実装基板であって、
前記マルチキャリア信号は、一対の線路を有する電力線に伝送可能な電力線通信信号であり、
前記積層基板の表面に実装され、前記電力線通信信号について所定の周波数帯域を遮断するフィルタを更に備え、
前記集積回路と前記フィルタとは、前記積層基板の異なる表面にそれぞれ実装された集積回路実装基板。 - 請求項5に記載の集積回路実装基板であって、
前記フィルタは、前記一対の線路のそれぞれから見たインピーダンスが略同一である平衡型フィルタである集積回路実装基板。 - 電力線通信を行う電力線通信装置であって、
請求項5または6に記載の集積回路実装基板と、
前記集積回路実装基板から出力された電力線通信信号を前記電力線に伝送される交流電圧に重畳し、前記電力線に伝送される交流電圧から電力線通信信号を分離して前記集積回路実装基板に出力するカプラを備えた電力線通信装置。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の集積回路実装基板であって、更に、
絶縁層を介して積層された複数の導電層を内部に有し、前記積層基板と異なる他の積層基板と、
前記他の積層基板の表面に実装される回路素子と、
前記積層基板と前記他の積層基板との間に介在してこれらの積層基板を積層し、前記集積回路と前記回路素子を電気的に接続する導電路を備えた絶縁シートとを備えた集積回路実装基板。 - 請求項8に記載の集積回路実装基板であって、更に、
前記絶縁シートに設けられ、当該集積回路実装基板に内蔵される内蔵回路素子を備え、
前記内蔵回路素子が、前記導電路で囲まれた集積回路実装基板。 - 請求項8に記載の集積回路実装基板であって、
前記積層基板および前記他の積層基板は、基板厚が等しい集積回路実装基板。 - 請求項8に記載の集積回路実装基板であって、
前記絶縁シートに設けられ、当該集積回路実装基板に内蔵される複数の内蔵回路素子を備え、
前記複数の内蔵回路素子は、前記積層基板および前記他の積層基板のうち基板厚が厚い方の積層基板に実装されている集積回路実装基板。 - 請求項8乃至11のいずれか1項に記載の集積回路実装基板であって、更に、
前記積層基板および前記他の積層基板の少なくとも一方の表面を覆う放熱板を備えた集積回路実装基板。 - 請求項8乃至12のいずれか1項に記載の集積回路実装基板であって、
前記絶縁シートは、無機フィラーと熱硬化性樹脂とを含む集積回路実装基板。 - 請求項13に記載の集積回路実装基板であって、
前記絶縁シート中の無機フィラーの重量%は、70重量%〜95重量%である集積回路実装基板。 - 請求項1に記載の集積回路実装基板であって、
前記絶縁層を介して積層された複数の導電層を内部に有し、前記積層基板と異なる他の積層基板と、
前記他の積層基板の表面に実装される回路素子と、
前記回路素子が、前記積層基板と前記他の積層基板との間に介在してこれらの積層基板を保持する集積回路実装基板。
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